Действительно ли стеклянная кружка с двойными стенками сохраняет жидкость тёплой?

Тепло передаётся от одного объекта к другому посредством теплопроводности, конвекции, испарения и излучения. #3 — единственный вариант, в котором упоминается излучение, играющее ключевую роль в старых термосах, которые я приносил в школу и которые были изнутри покрыты зеркальным/посеребрённым стеклом. Они также разбивались, если их уронить, что резко снижало их популярность, ведь никто не хочет пить из осколков стекла! Зеркальная/посеребрённая поверхность отражает лучистое тепло, состоящее из света в инфракрасном спектре, обратно к жидкости. Вспомните очки ночного видения, которые используются в кино и в армии и которые «видят» инфракрасное тепло, исходящее от вашего тела. Тонкие серебристые «одеяла» для экстренных случаев работают по тому же принципу, отражая тепло вашего тела обратно к вам. Чтобы кофе оставался тёплым как можно дольше, нужно перекрыть все три пути теплопередачи. Двойная стенка уменьшает теплопередачу за счёт теплопроводности и конвекции. Вакуумный промежуточный слой в идеале мог бы блокировать оба этих процесса гораздо дольше, поскольку в вакууме нет молекул, которые могли бы передавать тепло. Интересно, что кружки с двойными стенками из стали работают лучше. Я думаю, что сталь лучше проводит тепло, чем стекло или керамика (в составе которых могут быть крошечные «микропузырьки» воздуха). Вспомните стальные рёбра в автомобильных радиаторах, кондиционерах, а также в ноутбуках и компьютерах, которые используются СПЕЦИАЛЬНО для быстрой передачи тепла!
И наконец, пар, поднимающийся от вашей кружки с горячим кофе (благодаря которому кофе выглядит таким аппетитным!), происходит испарение на границе между кофе и воздухом, когда энергичные молекулы воды отрываются и устремляются в воздух. При испарении из кофе уходит целых 540 калорий на грамм испарившейся воды. Это происходит гораздо быстрее, чем когда кофе теряет тепло при прямом контакте с более холодной поверхностью (конвекция), при которой уходит всего 80 калорий на грамм воды. Простая крышка значительно сокращает испарение. Но затем он всё равно конденсируется на нижней стороне крышки холодильника, отдавая ей 540 калорий. Но это всё равно лучше, чем отдавать всё тепло воздуху в помещении. Таким образом, лучшая кофейная кружка должна иметь двойные стенки из материала с наименьшей скоростью теплопередачи, с вакуумом между слоями и с крышкой. На самом деле я не упомянул ещё один фактор. Тепло от кофе передаётся дну кружки и поверхности стола, которая является единственным местом, где кружка физически соприкасается с другим твёрдым материалом. Именно поэтому у всех кофейных чашек есть приподнятый бортик по дну, так как он уменьшает площадь соприкосновения кружки с поверхностью стола. В крайнем случае можно сделать чашку с маленькими ножками с шипами, которые уменьшат площадь контакта с поверхностью на 90 % и более! Чтобы пойти ещё дальше, два изобретателя, показанные в телепрограмме Sharks, создали небольшие кубики из материала, который сначала поглощает тепло из кофе, а затем медленно отдаёт его обратно в кофе по мере снижения температуры. Да, я получил степень бакалавра в области биомедицинской инженерии. А теперь, когда я врач, теплопередача играет ключевую роль в лечении гипертермии и гипотермии.

Поскольку между внутренним и внешним стеклом нет терморазрыва, тепло от жидкости будет передаваться через стекло, как если бы чашка была в два раза больше. Поэтому предварительный нагрев чашки должен помочь.

Да, это так, потому что в вакууме между стёклами нет частиц.

На самом деле я делаю это в школе. Термокружка сохраняет тепло, потому что она лучше изолирует, то есть почти не передаёт тепло. Таким образом, тепло остаётся в кружке, а не рассеивается в воздухе. Воздушный карман замедляет передачу тепла.

Я рекомендую этот тип чашек, если вам нужна чашка, которую можно взять с собой на работу или просто использовать для поддержания тепла.

Да, они работают.

Они сохраняют жидкость тёплой, потому что воздушный карман замедляет передачу тепла от жидкости к стакану и вашей руке. Воздух обладает меньшей теплопроводностью, чем стекло, а значит, он замедляет потерю тепла напитком. (Теплопроводность воздуха составляет 0,024 Вт/м/°C, а теплопроводность стекла — от 0,96 до 1,3 Вт/м/°C, в зависимости от типа стекла.) По той же причине окна в современных домах обычно двухкамерные.

Пространство между слоями стекла — это не вакуум.

Тем не менее стеклянные термосы с двойными стенками популярны в основном потому, что они выглядят круто (создаётся оптическая иллюзия, будто жидкость парит в воздухе). Если ваша главная задача — как можно дольше сохранять напиток тёплым, лучше выбрать термос из нержавеющей стали с двойными стенками, который будет сохранять тепло гораздо дольше, чем стеклянный. Мардж Гандерсон тоже права — если перед тем, как налить в термос напиток, подержать его несколько минут в горячей/кипящей воде, это будет даже лучше, чем наливать чай в термос комнатной температуры.

Я использую кружку с двойными стенками из нержавеющей стали. Она отлично справляется со своей задачей и сохраняет 500 мл воды горячими больше часа, при этом с ней можно обращаться как с обычной кружкой. Стенки разделены воздухом, вакуума нет

Я бы предположил, что со стеклом будет больше тепловых потерь, но всё же думаю, что оно будет хорошо работать. В последние годы я заметил, что в Китае стало популярным стекло с двойными стенками. Они любят ходить с чаем целый день, так что, должно быть, оно работает достаточно хорошо

Поскольку я не знаком с этим продуктом, я могу ответить только исходя из (своего) здравого смысла:

Воздух должен быть гораздо лучшим изолятором, чем стекло, поэтому даже при отсутствии (хорошего) вакуума изоляция должна работать достаточно хорошо.

Следует помнить о том, что написано в статье Википедии о вакуумных колбах

Теплопередача посредством теплового излучения может быть сведена к минимуму путем серебрения поверхностей колбы

и заметил, что обычная вакуумная бутылка не пропускает свет. Это значит, что я ожидаю некоторых потерь из-за излучения, поскольку стекло ничем не закрыто.